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硅烷偶联剂表面改性二氧化钛粒子超疏水性能

精细化工 2014年第9期31卷 1061-1064页

作者：何丽红周超李力卢章天重庆交通大学交通土建工程材料国家地方联合工程实验室重庆400074 重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

针对无机二氧化钛(TiO2)粒子在有机体系中的分散性问题,采用硅烷偶联剂KH-570对无机填料钛白粉(二氧化钛,TiO2)的表面进行有机化改性;并通过红外光谱(FTIR)、接触角测试、沉降实验、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征表面改性TiO2粒子的结... 详细信息

针对无机二氧化钛(TiO2)粒子在有机体系中的分散性问题,采用硅烷偶联剂KH-570对无机填料钛白粉(二氧化钛,TiO2)的表面进行有机化改性;并通过红外光谱(FTIR)、接触角测试、沉降实验、扫描电子显微镜(SEM)等手段表征表面改性TiO2粒子的结构,测试其超疏水性能,分析超疏水表面形成的机理。结果表明,经KH-570表面改性的TiO2粒子的疏水性和分散性得到明显改善,当KH-570质量分数达到15%时,表面改性的TiO2涂层与水的静态接触角达152.5°,表现出良好的超疏水性能。

关键词：超疏水性能二氧化钛表面改性硅烷偶联剂功能材料

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基于表面织构设计的柔性材料超疏水性能研究

基于表面织构设计的柔性材料超疏水性能研究

作者：李荣智燕山大学

学位级别：硕士

超疏水表面独特的固-液界面性质使其具有优异的物理和生物性能,如表面自清洁、抗菌性、抗结冰、腐蚀防护、流体减阻等。随着新型材料的开发和创新性加工技术的出现,超疏水表面制备方法也更加高效和多样。可以预见,具有织构超疏水性能的... 详细信息

超疏水表面独特的固-液界面性质使其具有优异的物理和生物性能,如表面自清洁、抗菌性、抗结冰、腐蚀防护、流体减阻等。随着新型材料的开发和创新性加工技术的出现,超疏水表面制备方法也更加高效和多样。可以预见,具有织构超疏水性能的柔性材料将在生物医学、仿生传感器、柔性太阳能电池等领域有更大的应用。同时,伴随制造技术的进步和新型领域的发展,超疏水材料展现出巨大的应用潜力。刚性材料的超疏水表面已被深入研究,并得到了广泛应用,但是柔性材料鲜有涉及。因此,本文为了探索改善柔性材料表面超疏水性能的方法,采用倒模成型方法,在食品级硅胶、工业级模具硅胶和聚二甲基硅氧烷三种材料表面制备了不同的织构图案,利用SEM和激光共聚焦显微镜对样本表面形貌进行表征。为了表征接触角大小与超疏水性能间的关系,进行了一系列相关实验,包括水接触角测量、自清洁测试和水滴弹跳测试。结果表明,疏水性与材料和织构形貌特征高度相关。对于相同的材料,表面微织构可以大大改善接触角,聚二甲基硅氧烷(PDMS)样本的接触角可以提高到159.3°;通过对比相同中心距不同织构深度表面织构的表面接触角,得出织构深度加大可以使接触角变大,而对比相同深度不同中心距得出较大的中心距会使接触角变小。为量化织构参数对接触角的影响机理,引入能量法进行计算并对接触角测量结果进行了验证。接触角大于150°的超疏水样本表面都具有明显的自清洁和水滴弹跳的表现,说明材料表面超疏水性能与其自清洁和抗粘附的能力对应。理论分析说明,灰尘与超疏水表面间的粘附力取决于材料表面弹性模量、泊松比和摩擦系数。水滴在超疏水表面由于纵向渗透时间小于横向扩散时间,可以将表面能转化为动能从而实现弹跳,脱离表面。

关键词：超疏水性能柔性材料表面织构设计接触角聚二甲基硅氧烷

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生物材料表面的超疏水性能研究进展

中国科技信息 2013年第22期 28-33页

作者：孔祥清章文娇曲艳东辽宁工业大学土木建筑与工程学院

结合作者课题组的相关工作,介绍了植物叶子、昆虫翅膀及小型水面昆虫水黾等几种天然生物材料表面的微纳观结构及超疏水性能研究进展,并特别介绍了作者研究小组对蚊子腿部表面超疏水性能的研究成果,最后对天然生物材料表面超疏水性能的... 详细信息

结合作者课题组的相关工作,介绍了植物叶子、昆虫翅膀及小型水面昆虫水黾等几种天然生物材料表面的微纳观结构及超疏水性能研究进展,并特别介绍了作者研究小组对蚊子腿部表面超疏水性能的研究成果,最后对天然生物材料表面超疏水性能的研究进行了总结和展望。

关键词：生物材料超疏水性能微纳结构

溶胶–凝胶法制备超疏水性薄膜摩擦学性能的研究

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无机材料学报 2015年第3期30卷 299-304页

作者：万勇张泉李杨青岛理工大学机械工程学院青岛266033

采用溶胶–凝胶技术在铝表面涂覆氧化铝薄膜,再利用长链脂肪酸对氧化铝薄膜进行疏水改性,在金属铝表面构筑了具有较强减摩性能的超疏水薄膜。研究了沸水及水合肼溶液处理对氧化铝薄膜表面微纳织构的影响;探讨了脂肪酸分子结构对薄膜静... 详细信息

采用溶胶–凝胶技术在铝表面涂覆氧化铝薄膜,再利用长链脂肪酸对氧化铝薄膜进行疏水改性,在金属铝表面构筑了具有较强减摩性能的超疏水薄膜。研究了沸水及水合肼溶液处理对氧化铝薄膜表面微纳织构的影响;探讨了脂肪酸分子结构对薄膜静态和动态润湿性的影响,利用球盘式微纳米摩擦磨损试验机评价了薄膜的摩擦学性能。结果显示,水合肼溶液处理后的氧化铝薄膜经硬脂酸改性后不仅表现出超疏水性能,而且具有较强的减摩性能。

关键词：溶胶-凝胶铝超疏水性能减摩特性

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霸王鞭和麒麟掌叶片的表面微结构及超疏水性

高等学校化学学报 2012年第3期33卷 564-568页

作者：张诗妍高常锐狄桓宇冯琳清华大学化学系北京100084

霸王鞭(Euphorbia antiquorum)和麒麟掌(Euphorbia neriifolia ***)是2种特殊的叶片,正面不疏水而叶片背面超疏水的沙漠植物.本文通过接触角测试仪、电子显微镜和表面张力测试仪分别对叶片的超疏水性、表面微观形貌和表面黏附力进行了... 详细信息

霸王鞭(Euphorbia antiquorum)和麒麟掌(Euphorbia neriifolia ***)是2种特殊的叶片,正面不疏水而叶片背面超疏水的沙漠植物.本文通过接触角测试仪、电子显微镜和表面张力测试仪分别对叶片的超疏水性、表面微观形貌和表面黏附力进行了测试和表征.采用模板法,以聚乙烯醇为模板、以聚苯乙烯为基底制备仿叶片背面结构的聚苯乙烯薄膜,并对薄膜表面的超疏水性、表面微观形貌和表面黏附力进行了测试和表征,发现这2种叶片背面的平均间距为1～3μm的层片状微观结构可以构建出具有超疏水高黏附力特性的表面.

关键词：霸王鞭麒麟掌超疏水性能微观结构

高性能凹凸棒土-聚四氟乙烯分离膜的制备工艺及其研究

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表面技术 2024年第10期53卷 230-242页

作者：吕震北彭文海潘文涛薛伟彭德连王春笋温州大学机电工程学院浙江温州325035 温州大学激光加工机器人国际科技合作基地浙江温州325035 温兄控股集团股份有限公司浙江温州325024

目的由于工业含油废水的日益增多和溢油事故的频发,高性能分离膜的制备研究受到了极大的关注。有特殊表面润湿性的膜由于其分离效果好,在油水分离的实际应用中被广泛应用。然而,实际要获得有特殊表面润湿性的膜不仅制备过程复杂,而且成... 详细信息

目的由于工业含油废水的日益增多和溢油事故的频发,高性能分离膜的制备研究受到了极大的关注。有特殊表面润湿性的膜由于其分离效果好,在油水分离的实际应用中被广泛应用。然而,实际要获得有特殊表面润湿性的膜不仅制备过程复杂,而且成本高昂。制备有特殊润湿性表面的方法通常为2步,先构造分级粗糙表面,然后用低表面能材料对表面进行化学修饰。方法提出了一种简单、低成本、高效的方法,通过皮秒激光在聚四氟乙烯上打孔,然后喷涂凹凸棒土来制备高性能的凹凸棒土-聚四氟乙烯油水分离膜。结果制得凹凸棒土-聚四氟乙烯分离膜,由于聚四氟乙烯本身就具有疏水性,再经过打孔、喷涂工艺的叠加,其表面形成了独特且粗糙的微纳结构,测试的样品中接触角均在150°以上,具有超疏水特性。在油水分离过程中,薄膜的微孔直径小于200μm时,其油水分离效率均在98.0%以上。更重要的是,所制备的膜的分离效率在严重磨损或40次分离循环后没有明显变化,其分离效率仍在96.0%以上,并且在强酸强碱等腐蚀介质中浸泡24h后,依然具有良好的润湿性能和油水分离性能,表明该膜具有良好的耐用性和稳定性,为快速制备高性能分离膜提供了新的途径。结论制备的超疏水凹凸棒土-聚四氟乙烯膜具有优异的性能,可在实际过程中广泛应用。

关键词：凹凸棒土聚四氟乙烯微纳结构超疏水性能油水分离

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硅烷偶联剂KH570改性TiO_(2)超疏水滤料的制备与性能

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材料工程 2022年第2期50卷 144-152页

作者：李晴钱付平董伟韩云龙鲁进利安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山243002

通过溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯为前驱体,醋酸为催化剂制备TiO_(2)溶胶,利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对其进行低表面能修饰,得到疏水改性的TiO_(2)溶胶,然后喷涂到滤料表面使其具有超疏水性。对改性前后滤料的润湿性、... 详细信息

通过溶胶-凝胶法以钛酸四丁酯为前驱体,醋酸为催化剂制备TiO_(2)溶胶,利用γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)对其进行低表面能修饰,得到疏水改性的TiO_(2)溶胶,然后喷涂到滤料表面使其具有超疏水性。对改性前后滤料的润湿性、表面形貌、化学成分和过滤性能进行分析。结果表明:改性涂层均匀沉积在滤料表面,将纤维表面完整包裹,改性后滤料的水接触角达156.29°。在过滤风速为0.043~0.127 m/s时对粒径为0.3μm的颗粒进行过滤性能测试,改性后滤料的过滤效率比未改性滤料平均增加2.7672%,过滤品质因数增加0.34%,提高了滤料的过滤性能。此外,在经50次砂纸磨损循环和30 h酸碱溶液浸泡后,疏水滤料仍具有超疏水性。通过清洁煤粉污染的表面发现改性滤料具有优异的自清洁性能。

关键词： TiO_(2) PET滤料硅烷偶联剂超疏水性能过滤性能表面改性

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茶多酚改性超疏水涤纶织物制备及其在油水分离中的应用

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纺织学报 2022年第2期43卷 162-170页

作者：谢爱玲乐昱含艾馨王亚辉王义容陈新彭陈国强邢铁玲苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 江苏省纺织印染节能减排与清洁生产工程中心江苏苏州215021

为提高超疏水织物的耐久性,采用强黏附性物质茶多酚(Tps)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)和七水合硫酸亚铁对涤纶织物进行整理,并对整理织物的表面形貌、化学组成、超疏水稳定性和油水分离性能进行测试与表征。结果表明:当茶多酚质量浓度为... 详细信息

为提高超疏水织物的耐久性,采用强黏附性物质茶多酚(Tps)、十六烷基三甲氧基硅烷(HDS)和七水合硫酸亚铁对涤纶织物进行整理,并对整理织物的表面形貌、化学组成、超疏水稳定性和油水分离性能进行测试与表征。结果表明:当茶多酚质量浓度为2 g/L,十六烷基三甲氧基硅烷用量为150μL/L,七水合硫酸亚铁质量浓度为6 g/L时,整理织物表现出良好的超疏水性,静态水接触角达到163.1°,滚动角达到3.5°,其在水洗、机械磨损、紫外线辐照、模拟海水、酸碱环境及有机试剂浸泡等条件下均表现出良好的稳定性;在油水分离多次循环测试中,分离效率保持在95%以上。超疏水涤纶织物制备过程简单,稳定性良好,在油水分离领域具有广阔的应用前景。

关键词：涤纶织物茶多酚超疏水性能十六烷基三甲氧基硅烷油水分离

金属锌表面超疏水薄膜的耐蚀及摩擦学性能的表征

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表面技术 2017年第9期46卷 203-208页

作者：石磊曹磊古毓康杨志康万勇高建国青岛理工大学机械工程学院山东青岛266520 山东出入境检验检疫局检验检疫技术中心山东青岛266001

目的改善金属锌在海洋环境中的耐蚀及摩擦学性能。方法通过简单的化学刻蚀及自组装技术在金属锌表面制备超疏水薄膜,对薄膜的结构和润湿性进行了表征,研究了超疏水薄膜在模拟海水(3.5%Na Cl溶液)中的耐蚀性能和摩擦学性能。结果经N,N-... 详细信息

目的改善金属锌在海洋环境中的耐蚀及摩擦学性能。方法通过简单的化学刻蚀及自组装技术在金属锌表面制备超疏水薄膜,对薄膜的结构和润湿性进行了表征,研究了超疏水薄膜在模拟海水(3.5%Na Cl溶液)中的耐蚀性能和摩擦学性能。结果经N,N-二甲基甲酰胺水溶液刻蚀后,金属锌表面呈多尺度微纳的Zn O结构,Zn O结构经硬脂酸修饰后,表面呈现出超疏水特性,表面静态接触角达150°,滑动角小于5°。同时发现,在3.5%Na Cl水溶液中,金属锌表面超疏水薄膜具有优异的耐蚀性能,并能够显著降低摩擦和磨损。结论经简单的化学刻蚀及自组装技术可在锌表面构筑超疏水薄膜,薄膜在海洋环境下具有良好的耐蚀、减摩及耐磨性能。

关键词：超疏水性能金属锌摩擦挚性能耐蚀化学刻蚀自组装